联合体和字节序

Question

typedef union status
{
    int nri;
    char cit[2];
}Status;

int main()  {
    Status s;
    s.nri = 1;
    printf("%d \n",s.nri);
    printf("%d,%d,\n",s.cit[0],s.cit[1]);
}

输出：

1
0,1

我知道第二行输出的结果取决于CPU的字节序。那么在编写跨平台程序时，如何处理这个问题呢？有没有什么方法可以检查CPU的字节序呢？

- Vallabh Patade

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你尝试达成什么目标？ - This isn't my real name

根据大小端，第二行输出会改变，对吗？我想编写一个与平台无关的代码。 - Vallabh Patade

Answer 1

您可以使用 htonl() 和 / 或 ntohl()。 htonl() 代表 "主机到网络长整数"，而 ntohl() 代表 "网络到主机长整数"。 "主机" 和 "网络" 指的是字节顺序。 网络字节顺序是 "大端序（big-endian）"。 如果主机平台也是 "大端序（big-endian）"，则这些操作将不起作用。 使用这些例程，以下程序始终将报告相同的输出：

uint32_t x = htonl(1);
unsigned char *p = (void *)&x;
printf("%u %u %u %u\n", p[0], p[1], p[2], p[3]);
uint32_t y = ntohl(x);
assert(y == 1);

- jxh

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如果您使用特定于操作系统的功能，那么编写端无关代码的意义何在？ - Lundin

@Lundin：它们是POSIX函数。它也是Winsock的一部分。 - jxh

原帖中没有任何内容表明他们是否拥有操作系统... 无论如何，编写字节序检查并不特别困难，您不需要涉及某些API函数。int a = 0xAABBCCDD; if(*(uint8_t*)&a == 0xAA) puts("big") else puts("little");。 - Lundin

@Lundin：如果我要为多个没有操作系统的平台编写跨平台代码，那么第一项任务就是将操作系统移植到每个平台。 - jxh

不，如果其中一个平台是嵌入式系统，你就不会这样做。通常的做法是将针对这些系统的代码放在计算机上，以创建和运行测试。 - Lundin

Answer 2

如果您想要独立于字节序的代码，那么您也需要平台无关的代码，否则您的要求就没有意义了。不依赖于字节序的代码不能依赖于int的大小，也不能依赖于char的有符号性。

为了获得真正可移植的代码，我想您需要编写类似于以下内容的代码：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

#define INT_BITS (sizeof(int) * 8)

#define BYTE0_MASK (0xFFu << (INT_BITS -  8))
#define BYTE1_MASK (0xFFu << (INT_BITS - 16))

int main()
{
  int i = 0xAABBCCDD;
  unsigned char arr [2] =
  {
    (i & BYTE0_MASK) >> (INT_BITS -  8),
    (i & BYTE1_MASK) >> (INT_BITS - 16)
  };

  printf("%x %x", arr[0], arr[1]);    
}

- Lundin

Answer 3

如果您的程序不与其他程序进行通信（包括为另一个平台编写的同一程序），则字节序通常不是问题，除非您像问题中定义的联合那样做一些非常特殊的事情。当您的程序与其他程序进行通信时，例如将二进制数据保存到文件中，通过套接字发送数据，最好在格式/协议中明确定义字节序。或者您也可以以文本形式传输数据。

- Chen Pang